Syntéza nových fluorovaných tetrazínov pre selektívne značenie buniek "click" reakciami

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá syntézou a charakterizací nových fenyltetrazinových fluorovaných sloučenin, které obsahují fluorovaný substituent v orto, meta nebo para poloze vůči tetrazinové skupině. Svoje využití tyto látky nacházejí v bioortogonálním značení buněk skrz tzv. "click" reakce. Změna chemického posunu signálu fluorovaného substituentu v 19 F NMR po "click" reakci umožní monitoring značení in vitro/in vivo pomocí 19 F MRI. Z tohoto důvodu je prostorová blízkost fluorovaného substituentu vůči tetrazinovému zbytku molekuly důležitá z hlediska detekce průběhu samotné "click" reakce v reálném čase. Na začátku byly syntetizovány komerčně nedostupné výchozí aromatické nitrily. V dalším kroku byla ze syntetizovaných i komerčně dostupných výchozích nitrilů provedena syntéza tetrazinů pomocí "Pinner-like" reakce. Ta zahrnovala reakci s acetonitrilem nebo (3,3,3)-trifluoropropionitrilem a monohydrátem hydrazinu v přítomnosti Zn(OTf)2 jako Lewisovy kyseliny. Reakce s orto substituovanými fenyltetraziny nepřinesly žádné pozitivní výsledky. Naopak syntéza meta a para substituovaných fenyltetrazinů byla úspěšná. Všechny úspěšně syntetizované tetraziny podléhají IEDDA "click" reakcí s trans-cyklooktenolem. Klíčová slova: 19 F NMR, fluorované fenyltetraziny, značení buněk, "click" reakce

This diploma thesis deals with the synthesis and characterization of novel phenyltetrazine fluorinated compounds that contain a fluorinated substituent in the ortho, meta or para position with respect to the tetrazine group. These compounds are used in bioorthogonal cell labeling through so-called "click" reactions. Change in the chemical shift of the fluorinated substituent signal in 19 F NMR after the "click" reaction will allow in vitro/in vivo monitoring of labeling using 19 F MRI. For this reason, the spatial proximity of the fluorinated substituent to the tetrazine part of the molecule is important in terms of real-time detection of the "click" reaction itself. In the beginning, commercially unavailable aromatic nitriles were synthesized. In the next step, tetrazine synthesis was performed from synthesized and commercially available starting nitriles by "Pinner-like" reaction. This involved a reaction with acetonitrile or (3,3,3)-trifluoropropionitrile and hydrazine monohydrate in the presence of Lewis acid Zn(OTf)2. Reactions with ortho-substituted phenyltetrazines did not yield any positive results. Conversely, the synthesis of meta and para-substituted phenyltetrazines was successful. All successfully synthesized tetrazines undergo IEDDA "click" reactions with trans-cyclooctenol. Keywords:...